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基于单相机双光源的视线估计

光电子．激光 2012年第10期23卷 1990-1995页

作者：张太宁白晋军孟春宁常胜江南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

提出一种角膜反射和虹膜中心估计算法相结合的视线估计方法,使用单相机、双辅助光源构建了头部可自由运动的视线估计系统。在准确提取两个反射光斑位置和虹膜中心坐标的基础上,以多项式函数的形式建立视线特征向量与测试屏上注视点坐标... 详细信息

提出一种角膜反射和虹膜中心估计算法相结合的视线估计方法,使用单相机、双辅助光源构建了头部可自由运动的视线估计系统。在准确提取两个反射光斑位置和虹膜中心坐标的基础上,以多项式函数的形式建立视线特征向量与测试屏上注视点坐标之间的映射关系。实验结果表明,系统在水平方向上视线估计的平均误差为0.91°,在垂直方向上平均误差为1.1°,达到了良好的视线估计效果。

关键词：视线估计角膜反射虹膜中心多项式函数

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基于低成本眼动记录系统的视线估计研究

光电子．激光 2013年第8期24卷 1600-1605页

作者：孟春宁白晋军张太宁常胜江南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

高精度眼动记录技术现已非常成熟,但昂贵的价格限制了当前商用眼动仪的应用范围,发展灵活、低成本的眼动记录系统将是眼动跟踪技术的重要研究方向。本文设计了一种低成本、低侵入性的耳麦式眼动记录系统。系统由两个普通CMOS摄像机及耳... 详细信息

高精度眼动记录技术现已非常成熟,但昂贵的价格限制了当前商用眼动仪的应用范围,发展灵活、低成本的眼动记录系统将是眼动跟踪技术的重要研究方向。本文设计了一种低成本、低侵入性的耳麦式眼动记录系统。系统由两个普通CMOS摄像机及耳麦式支架构成,两个摄像机分别记录注视场景图像及人眼图像,成本仅为当前商用眼动仪的几百分之一。针对系统采集的数据,提出一种分段加权环形Hough变换算法提取虹膜轮廓及中心作为特征,采用支持向量回归(SVR)算法估计注视点与特征点位置的映射关系。设计了一种简便的标记注视点坐标的方法,实现注视估计。实验结果表明,对场景图像中随机位置的注视方向估计平均误差为1.57°,表明低成本眼动仪可以满足日常交互需求。

关键词：眼动记录视线估计眼动仪 Hough变换支持向量回归(SVR)

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基于太赫兹超材料的微流体折射率传感器

红外与激光工程 2017年第4期46卷 116-121页

作者：郑伟范飞陈猛白晋军常胜江南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

设计加工了一种太赫兹超材料微流体传感器件,利用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)对其在太赫兹波段的传输、谐振及传感特性进行数值模拟。采用太赫兹时域光谱系统实验研究了偏振方向对传感器灵敏度的影响。实验结... 详细信息

设计加工了一种太赫兹超材料微流体传感器件,利用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)对其在太赫兹波段的传输、谐振及传感特性进行数值模拟。采用太赫兹时域光谱系统实验研究了偏振方向对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,当超材料谐振环开口方向与入射太赫兹波的偏振方向平行和垂直时,折射率传感灵敏度可分别达到39.29 GHz/RIU和74.43 GHz/RIU。通过等效电路模型对该超材料器件的传输和谐振特性做了分析,并进一步明确了其传感机制。该超材料器件可对微量液体(5μl/mm^2)实现芯片式的折射率传感,具有较高的传感灵敏度,在化学生物传感器的设计和制造领域具有潜在的应用前景。

关键词：太赫兹超材料传感

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基于梯度积分投影和最大期望算法的人眼定位

光电子．激光 2012年第10期23卷 1971-1976页

作者：孟春宁白晋军张太宁刘润蓓常胜江南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

针对传统积分投影方法易受眉毛、睫毛、阴影、遮挡及噪声等干扰的问题,提出了一种梯度积分投影与最大期望(EM)算法相结合的人眼精确定位方法,可以在人脸图像中分割出人眼区域,并精确定位人眼位置。首先,采用一种新的梯度算子计算人脸图... 详细信息

针对传统积分投影方法易受眉毛、睫毛、阴影、遮挡及噪声等干扰的问题,提出了一种梯度积分投影与最大期望(EM)算法相结合的人眼精确定位方法,可以在人脸图像中分割出人眼区域,并精确定位人眼位置。首先,采用一种新的梯度算子计算人脸图像的行梯度积分投影粗略定位人眼区域;然后计算人眼区域的列梯度积分投影函数,用EM算法将所得列梯度积分投影函数曲线拟合成两个高斯曲线,并根据高斯曲线精确分割出人眼窗口;最后,利用我们提出的加权质心法在所得人眼窗口中精确定位双眼位置。在YaleB人脸数据库及自采数据库上的实验结果表明,本文方法不易受眉毛及噪声干扰,并能有效克服眼睑和睫毛的遮挡,对不同光照条件及头部姿态都有很好的鲁棒性。

关键词：人眼定位最大期望(EM)算法积分投影人脸识别

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偏振可调的太赫兹单偏振单模光子晶体光纤

中国激光 2016年第9期43卷 32-38页

作者：李珊珊郝霞白晋军常胜江南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300071

采用折射率匹配耦合法，提出了一种偏振可调的单偏振单模太赫兹光纤。通过在纤芯设计非对称微结构来实现芯模z、y偏振模式的分裂；在包层空气孔中填充折射率匹配液来引入缺陷模式，通过调整液体折射率来分别实现它与芯模z、Y偏振模式的... 详细信息

采用折射率匹配耦合法，提出了一种偏振可调的单偏振单模太赫兹光纤。通过在纤芯设计非对称微结构来实现芯模z、y偏振模式的分裂；在包层空气孔中填充折射率匹配液来引入缺陷模式，通过调整液体折射率来分别实现它与芯模z、Y偏振模式的匹配。结果表明，当液体折射率为1．288时，z偏振模式匹配。当入射光频率大于O．73 THz时，偏振损耗比大于100，光纤以Y偏振模式运转；当入射光频率为1 THz时，偏振损耗比达到最大值1020。当液体折射率为1．338时，Y偏振模式匹配。当入射光频率在0．87-0．93 THz时，偏振损耗比大于100，光纤以单偏振模式运转；当入射光频率为O．9 THz时，偏振损耗比达到最大值118。该设计实现了光纤单偏振运转模式的切换，具有宽带、可调、易于实现的特点。

关键词：光纤光学光子晶体光纤单偏振单模光纤折射率匹配耦合法

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低损宽频高双折射太赫兹光子带隙光纤

物理学报 2011年第9期60卷 783-787页

作者：白晋军王昌辉霍丙忠王湘晖常胜江南开大学现代光学研究所天津300071

设计了一种低损耗、宽频段、高双折射太赫兹光子带隙光纤,呈三角晶格排列的亚波长空气孔包层实现了带隙的局域作用.利用全矢量有限元法对光纤的双折射及损耗特性进行了理论分析.结果表明,在大约0.3THz的宽频范围内,类矩形纤芯太赫兹光... 详细信息

设计了一种低损耗、宽频段、高双折射太赫兹光子带隙光纤,呈三角晶格排列的亚波长空气孔包层实现了带隙的局域作用.利用全矢量有限元法对光纤的双折射及损耗特性进行了理论分析.结果表明,在大约0.3THz的宽频范围内,类矩形纤芯太赫兹光子带隙光纤的损耗小于0.009cm-1,相双折射在10-3数量级,群双折射可达10-2数量级.

关键词：太赫兹太赫兹波导光子晶体光纤双折射

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菲涅耳衍射系统的分数级传递函数

光电子．激光 2006年第1期17卷 124-126页

作者：王铁云杨虎马荣荣白晋军长治学院山西长治046011 山西师范大学物理与信息工程学院山西临汾041004

基于分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的等效性和线性系统理论,给出了菲涅耳衍射系统在分数傅里叶变换下光学传递函数的数学表达式,分析了其基本特征,阐述了其物理意义,证明了常规傅里叶变换下的光学传递函数为分数传递函数的特例,对光学分... 详细信息

基于分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的等效性和线性系统理论,给出了菲涅耳衍射系统在分数傅里叶变换下光学传递函数的数学表达式,分析了其基本特征,阐述了其物理意义,证明了常规傅里叶变换下的光学传递函数为分数传递函数的特例,对光学分数傅里叶变换在光学测量、信息处理和像质评价等的应用具有实用价值。计算机模拟实验验证了结论的正确与可行。

关键词：菲涅耳衍射分数傅里叶变换传递函数

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偏振不敏感的九聚物太赫兹超材料

红外与激光工程 2017年第12期46卷 238-243页

作者：刘岩范飞白晋军王湘晖常胜江南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

在实验上提出将九个开口谐振环以第一个谐振环的开口方向为基准按照涡旋状的轨迹排布,且依次将开口环逆时针扭转40°,构成九聚物太赫兹超材料,并在理论上系统研究了该超材料的传输特性。将原本只具有单一谐振模式的开口谐振环按照类似... 详细信息

在实验上提出将九个开口谐振环以第一个谐振环的开口方向为基准按照涡旋状的轨迹排布,且依次将开口环逆时针扭转40°,构成九聚物太赫兹超材料,并在理论上系统研究了该超材料的传输特性。将原本只具有单一谐振模式的开口谐振环按照类似于低聚物的结构排布方式构成周期单元结构时,利用结构末端引起的能量耦合来增强相邻谐振器间的能量耦合,便会有更多的谐振模式产生,最终实现偏振不敏感的效果。这种思路丰富了传统超材料离散结构的设计理念,为太赫兹超材料功能器件,如开关,调制器和滤波器等的设计提供了一种新的参考方案。

关键词：太赫兹超材料九聚物偏振不敏感

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隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤

物理学报 2015年第15期64卷 124-132页

作者：李珊珊张昊白晋军刘伟伟常胜江南开大学信息化建设与管理办公室天津300071 南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料,实现超高模式双折射的方法.首先,采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究.随后,为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.... 详细信息

本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料,实现超高模式双折射的方法.首先,采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究.随后,为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.4的液体,发现光纤的模式双折射显著提高,在峰值处(1.1 THz)由填充前的1.05×10-3增大到1.36×10-2;x,y两偏振模式基模的吸收损耗系数分别由0.16 d B/cm增大到0.25 d B/cm和0.28 d B/cm;光纤的工作带宽由1.1 THz增大到1.9 THz.研究发现通过增大填充材料的折射率能够显著提高光纤的模式双折射;当n=2,f=2.2 THz时,光纤能够达到8.03×10-2的超高模式双折射.进一步,采用隔行分层填充的方式,在不同层填充不同折射率的液体,实现折射率的梯度分布,从而增强光纤对导模的限制能力.结果显示,采用该填充方法,光纤的模式双折射在工作频段内没有峰值,呈现单调递增的趋势.当f=2.2 THz时,模式双折射达到7.19×10-2.该设计不仅实现了超高的模式双折射,同时还具备可调谐的特性,对实际应用具有重要意义.

关键词：高双折射多孔光纤填充隔行分层